有机无机化学化工热力学教学电解质溶液PPT课件

第十章电解质溶液,电解质：1.强电解质2.弱电解质溶液中只有部分电离的状态；弱酸、弱碱,ReviewPH值：PHlgcH+POH:-lgcOH-H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)Kw=10-14cH+cOH-=10-14PH+POH=14,Foil1,.,10.1弱电解质的平衡,一、一元弱酸、弱碱1、弱酸如HAc(CH3COOH)、HNO2、HCOOH、HCN等以HAc为例：其水溶液中电离反应,HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)Ka=1.810-5(298K)Ka的含义：,Foil2,.,HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)Ka=1.810-5,二、多元酸电离平衡以H2S例，其水溶液中反应第一步：H2SH+HSK1,H2S=cH+cHS-/cH2S第二步：HSH+S2K2,H2S=cH+cS2-/cHS-,Foil3,.,10.2酸碱理论,一、Arrhenius酸碱电离理论(Review)二、酸碱质子理论1定义2.酸碱反应：质子转移的反应3.拉平效应、区分效应,Foil4,.,HClO4HAcClO4+H2AcpKa=5.8H2SO4HAcHSO4+H2AcpKa=8.2HClHAcCl+H2AcpKa=8.8HNO3HAcNO3+H2AcpKa=9.4,区分效应,Foil5,.,缓冲溶液,一、同离子效应在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有共同离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解质的电离度，这种影响叫同离子效应。,Foil6,.,例如如在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶液中完全电离，则Ac离子浓度增加很多，会使醋酸电离平衡左移，也降低HAc电离度。设在0.10moldm-3的HAc溶液中加入固体NaAc，使NaAc的浓度达0.20moldm-3，求溶液中的H+和电离度。,Foil7,.,解：HAcH+Ac-开始时相对浓度0.100.2平衡时相对浓度0.1-xx0.2+x,x为H+平衡常数表达式Kax(0.2+x)/(0.1-x),Foil8,.,由于C0/Ka400,且平衡左移，近似得0.2+x=0.20.1-x=0.1所以平衡常数的表达式为：Ka0.2x/0.1,x=0.1Ka/0.2Ka=1.8105代入得x=9.0106即H+=9.010-6moldm-3电离度=H+/C0=9.0106/0.1=9.0103,若不加入NaAc,得CH+=1.3103=CH+/C=1.3所以说,加入NaAc固体，由于Ac的影响使HAc的缩小了144倍。,Foil9,.,二、缓冲溶液的组成和作用,1、能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲溶液。,2、一般是由弱酸和它的共轭碱或由弱碱和它的共轭酸所组成，如HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+NaHPO4等可配置成不同PH值的缓冲溶液。,Foil10,.,3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAcNaAc为例：计算在0.050moll-1的HAc和0.050moll-1的NaAc溶液中加入0.010moll-1的HCl前后PH值。（1）加入前：HAcH+Ac初始0.05000.050平衡时0.050-xx0.050+x得H+x=KaC酸/C碱由于C0/Ka400且平衡左移，近似得0.050+x=0.0500.050-x=0.050即H+Ka所以PH=4.76,Foil11,.,PHPKalg（C酸/C碱）假如1升中加入HCl后，反应生成0.010molHAc，则反应关系变得：C酸0.050+0.0100.060C碱0.050-0.0100.040,PHPKalg（C酸/C碱）4.76-0.174.59,如果是加强碱0.010mol，PHPKalg（C酸/C碱）4.76-（-0.17）4.93,Foil12,.,4、缓冲溶液的特点：,（1）PH值或POH值的一般表达式：PHPK酸（C酸/C碱）POHPK碱（C碱/C酸）所以，PH值或POH值主要取决于PK值，但与C酸/C碱有关，但PH的缓冲范围一般是：PH=PK1,（2）酸度或碱度和盐的浓度越大，则缓冲能力强，但在C酸/C碱的比值为1时，缓冲性能最好。,Foil13,.,过量NH3+适量HCl过量NH4+适量NaOH过量NaAc+适量HCl,5、配制缓冲溶液酸共轭碱，如：HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+NaHPO4；HCO3+CO32,（3）用水稀释PHPK酸（C酸/C碱）或POHPK碱（C碱/C酸）PH不变,过量NaAc+适量NaOH？,Foil14,.,配制pH=7的缓冲溶液时,选择最合适的缓冲对是-()(KaHAc=1.810-5,KbNH3=1.810-5;H3PO4:Ka1=7.5210-3,Ka2=6.2310-8,Ka3=4.410-13;H2CO3:Ka1=4.3010-7,Ka2=5.6110-11)(A)HAc-NaAc(B)NH3-NH4Cl(C)NaH2PO4-Na2HPO4(D)NaHCO3-Na2CO3,Foil15,.,下列各混合溶液中,具有缓冲作用的是-()(A)HCl(1moldm-3)+NaAc(2moldm-3)(B)NaOH(1moldm-3)+NH3(1moldm-3)(C)HCl(1moldm-3)+NaCl(1moldm-3)(D)NaOH(1moldm-3)+NaCl(1moldm-3),Foil16,.,选择以下正确答案,填入相应的空格内:(A)弱酸及其盐的浓度(B)弱酸盐浓度(C)弱酸及其盐的浓度比(D)弱酸的Ka值对于HAc-NaAc缓冲体系:(1)决定体系pH值的主要因素是_;(2)影响上述体系pH值变动0.10.2个单位的因素是_;(3)影响缓冲容量的因素是_;(4)影响对外加酸缓冲能力大小的因素是_。,Foil17,.,20.0cm30.10moldm-3Na3PO4溶液与20.0cm30.10moldm-3H3PO4相混合,溶液的pH值是多少?(H3PO4的Ka1=7.510-3,Ka2=6.210-8,Ka3=2.210-13),测得某一弱酸(HA)溶液的pH=2.52,该一元弱酸的钠盐(NaA)溶液的pH=9.15,当上述HA与NaA溶液等体积混匀后测得pH=4.52,求该一元弱酸的电离常数K-HA值为多少?,Foil18,.,10.2盐的水解,强电解质不管强酸强碱盐（如：NaCl，K2SO4），强酸弱碱盐（如：NH4Cl），弱酸强盐碱（如：NaAc，KCN）溶在水中总是多数以离子存在，但是组成不同，其溶液酸碱性不同，由于不同离子结合质子能力不一样，水解程度不同。强酸强碱盐不发生水解。,Foil19,.,一、强酸弱碱盐以NH4Cl为例，其反应式为：（1）NH4Cl（s）NH4+Cl（2）NH4+(aq)H2ONH3(aq)H3O(aq),所以KNH4(CNH3)(CH3O+)/CNH4+=KW/KNH3,Foil20,.,二、强碱弱酸盐以NaAc为例，其反应式：（1）NaAcNaA